實時三維超聲心動圖和二維斑點追蹤成像評價重度子癇前期左心房形態(tài)及功能

孫菲，孫博，叢娟

1.青島大學(xué)附屬醫(yī)院心臟超聲科，山東青島 266000；2.淄博市第一醫(yī)院超聲科，山東淄博 255200；3.青島大學(xué)附屬醫(yī)院保健科，山東青島 266000；

子癇前期是一種妊娠相關(guān)性疾病，在孕產(chǎn)婦中發(fā)病率約為 3%～5%[1]，其中重度子癇前期（severe pre-eclampsia，SPE）是較重的一種類型，以血壓和蛋白尿持續(xù)升高及多器官功能障礙為特征，與心力衰竭、肺水腫等多種心血管疾病相關(guān)，是孕產(chǎn)婦病死率升高的主要原因。左心房形態(tài)和功能的早期改變與多種心血管事件相關(guān)[2]。早期評估SPE 左心房形態(tài)和功能，對指導(dǎo)臨床早期診治至關(guān)重要。本研究擬采用實時三維超聲心動圖（real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）和二維斑點追蹤成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）評估SPE 左心房形態(tài)及功能，為臨床早期干預(yù)提供有價值的信息。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2018年9月—2019年6月在青島大學(xué)附屬醫(yī)院確診的單胎SPE 患者50例，并選擇年齡、孕周相匹配的健康單胎孕婦47例，排除因圖像質(zhì)量差而影響RT-3DE 和2D-STI 數(shù)據(jù)分析的5例SPE 患者、4例健康孕婦。最終納入45例SPE 患者，年齡22～42歲，平均（30±5）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合第8版《婦產(chǎn)科學(xué)》SPE 診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]；排除確診心臟、腎臟及代謝性疾病等，資料不完整、圖像質(zhì)量差者。對照組納入健康孕婦43例，年齡22～41歲，平均（30±5）歲，排除患有高血壓、心臟病、代謝性疾病等。記錄受試者的年齡、孕周、身高、體重、血壓等，計算體表面積（BSA）及體重指數(shù)（BMI）。本研究通過醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，所有研究對象均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Philips EPIQ 7C型超聲診斷儀，X5-1 探頭，頻率1.3～4.2 MHz，配備TomTec分析軟件。受檢者取左側(cè)臥位，連接同步心電圖。

1.2.1 常規(guī)超聲心動圖測量 于胸骨旁左心室長軸觀切面應(yīng)用M型、二維超聲心動圖測得左心房前后徑（left atrial anteroposterior diameter，LAd）、左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end-diastolic diameter，LVDd）、室間隔厚度（interventricular septal thickness，IVST）、左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT），計算左心室質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index，LVMI）；于心尖四腔觀切面運用Simpson 法測量左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF），運用脈沖多普勒、組織多普勒分別測得二尖瓣口舒張早期峰值流速（E）及二尖瓣環(huán)室間隔位點舒張早期心肌運動峰值（e'），計算E/e'。

1.2.2 RT-3DE 圖像分析 于心尖四腔觀切面調(diào)整探頭，待左心房完整且清晰顯示后切換至三維模式，啟動全容積顯像，采集連續(xù)3個心動周期的三維動態(tài)圖像。將圖像導(dǎo)入Tom Tec 軟件脫機分析，調(diào)整心尖四腔、三腔及兩腔觀3個平面取樣線位置，軟件在不同心動周期自動描記左心房心內(nèi)膜（圖1），必要時手動調(diào)整。軟件自動生成左心房容積曲線，根據(jù)曲線記錄左心房最大容積（LAVmax）、最小容積（LAVmin）和收縮前容積（LAVpre），以上參數(shù)均用BSA 進(jìn)行標(biāo)化，得到標(biāo)化的左心房最大、最小和收縮前容積（LAVImax、LAVImin 和LAVIpre）。

1.2.3 2D-STI 圖像分析 采集心尖兩腔觀切面連續(xù)3個心動周期的二維動態(tài)圖像，將圖像導(dǎo)入TomTec軟件分析。軟件于心尖兩腔心圖像中自動追蹤描記左心房心內(nèi)膜，必要時手動調(diào)整校正。軟件自動生成左心房應(yīng)變曲線，以左心室舒張末期為零參考點，記錄左心房各期應(yīng)變：曲線的兩個峰值應(yīng)變分別為儲器期（LASr）和泵期應(yīng)變（LASct），兩者的差值為管道期應(yīng)變（LAScd）[4]（圖2）。應(yīng)變值以絕對值表示。

圖1 TomTec軟件于不同心動周期自動追蹤描記左心房心內(nèi)膜

圖2 2D-STI 獲取左心房應(yīng)變曲線（A）及應(yīng)變值測量（B）

1.3 重復(fù)性驗證 隨機抽取20名受檢者，由2名醫(yī)師分別測量其LAVmax、LASr 和LASct，1個月后由其中1名醫(yī)師再次測量上述指標(biāo)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 使用SPSS 23.0軟件，計量資料以表示，組間比較采用成組資料t檢驗。相關(guān)性分析采用Pearson 相關(guān)分析，有統(tǒng)計學(xué)意義者再行Logistic 逐步回歸分析。觀察者內(nèi)及觀察者間的一致性采用Bland-Altman 分析。以P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料比較 兩組受檢者年齡、孕周及心率差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。與對照組比較，SPE組BSA、BMI、收縮壓及舒張壓較高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05，表1）。

2.2 常規(guī)超聲參數(shù)比較 與對照組比較，SPE組IVSd、LVPWd、LVDd、LVMI、E/e'及Lad 較高，LVEF較低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05，表2）。

2.3 RT-3DE 及STI參數(shù)比較 與對照組比較，SPE組LAVmax、LAVmin、LAVpre 及LAVImax、LAVImin、LAVIpre 較高，SPE組LASr 及LAScd 較低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；兩組LASct 比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05，圖3）。與對照組比較，SPE組LVGLS減低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05，表3）。

圖3 對照組（A）和SPE組（B）左心房應(yīng)變曲線。A：儲器期（LASr）44.07%，管道期（LAScd）28.36%，泵期（LASct）15.71%；B：LASr 36.30%，LAScd 20.60%，LASct 15.70%

2.4 相關(guān)性分析 Pearson 相關(guān)分析顯示，SBP、E/e'、LAVmax、LVGLS 與LASr 相關(guān)性較好（r＝-0.593、-0.652、-0.404、0.575，P<0.01）；SBP、E/e'、LVGLS與LAScd 相關(guān)性較好（r＝-0.480、-0.389、0.416，P<0.01）。多因素回歸分析顯示，SBP、LVGLS 為LASr（β＝-0.313、0.359，P<0.01）和LAScd（β＝-0.416、0.349，P<0.01）的獨立預(yù)測因素（表4）。

2.5 重復(fù)性的驗證 Bland-Altman 分析顯示，LAVmax、LASr 和LASct 測量值在觀察者內(nèi)和觀察者間的可重復(fù)性較好（圖4）。

圖4 測量值的一致性。A～F 分別表示觀察者內(nèi)LAVmax1 與LAVmax2、觀察者間LAVmax1 與LAVmax3、觀察者內(nèi)LASr1 與LASr2、觀察者間LASr1 與LASr3、觀察者內(nèi)LASct1 與LASct2、觀察者間LASct1 與LASct3 測量值的一致性

表1 SPE組與對照組受檢者臨床資料比較（±s）

表1 SPE組與對照組受檢者臨床資料比較（±s）

注：BSA 為體表面積，BMI 為體重指數(shù)

分組年齡 （歲） 孕周 （周） BSA （m2） BMI （kg/m2） 心率 （次/min） 收縮壓 （mmHg） 舒張壓 （mmHg）對照組（n=50） 29.88±5.02 31.04±4.30 1.76±0.06 25.77±1.76 78.58±8.81 117.98±11.45 76.93±6.30 113.42±16.65 t值 0.350 -0.274 5.568 7.877 1.213 18.851 13.480 SPE組（n=47） 30.24±4.66 30.79±4.35 1.85±0.09 28.55±1.54 80.87±8.86 166.80±12.78 P值 0.727 0.784 ＜0.001 ＜0.001 0.229 ＜0.001 ＜0.001

3 討論

SPE 的基本病理生理改變?yōu)槿硇⊙墀d攣、內(nèi)皮細(xì)胞損傷及局部缺血，累及心血管系統(tǒng)。既往研究多關(guān)注SPE 患者左心室形態(tài)和功能，對左心房研究較少且多采用常規(guī)超聲技術(shù)，但其存在角度依賴、變異性大等局限性。RT-3DE 可實時顯示心腔三維立體圖像，不需要對左心房進(jìn)行幾何假設(shè)，無角度依賴性，且測量值與MRI 結(jié)果高度相關(guān)[4]，能更準(zhǔn)確地評估左心房容積。2D-STI 通過逐幀追蹤斑點回聲獲取心肌運動信息，幾乎不受幾何形態(tài)及角度限制，能較準(zhǔn)確地評估心肌形變和功能，其評價左心房功能的準(zhǔn)確性已得到證實[5-7]，且通過此技術(shù)獲取的應(yīng)變參數(shù)是優(yōu)于常規(guī)超聲參數(shù)的心血管事件預(yù)測因素[8]。

表2 SPE組與對照組受檢者常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較（±s）

表2 SPE組與對照組受檢者常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較（±s）

注：Lad 為左心房前后徑，IVST 為室間隔厚度，LVPWT 為左心室后壁厚度，LVDd 為左心室舒張末期內(nèi)徑，LVMI 為左心室質(zhì)量指數(shù)，LVEF 為左心室射血分?jǐn)?shù)，E 為二尖瓣口舒張早期峰值流速，e'為二尖瓣環(huán)室間隔位點舒張早期心肌運動峰值

分組 Lad （mm） IVST （mm） LVPWT （mm） LVDd （mm） LVMI （g/m2） LVEF （%） E/e'對照組（n=50） 31.21±3.11 8.63±0.76 7.60±0.66 42.88±20.82 60.80±10.68 64.19±5.16 8.27±1.70 11.04±2.17 t值 4.848 8.763 11.708 5.653 9.031 -3.903 6.640 SPE組（n=47） 34.91±4.00 10.49±1.18 9.69±0.97 46.58±30.28 89.15±17.74 60.56±4.52 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表3 SPE組與對照組受檢者容積與應(yīng)變參數(shù)比較（±s）

表3 SPE組與對照組受檢者容積與應(yīng)變參數(shù)比較（±s）

注：LAVmax 為左心房最大容積，LAVImax 為標(biāo)化的左心房最大容積，LAVpre 為左心房收縮前容積，LAVIpre 為標(biāo)化的左心房收縮前容積，LAVmin 為左心房最小容積，LAVImin 為標(biāo)化的左心房最小容積，LASr 為左心房儲器期應(yīng)變，LAScd 為左心房管道期應(yīng)變，LASct 為左心房泵期應(yīng)變，LVGLS 為左心室整體長軸應(yīng)變

分組 LAVmax（ml） LAVImax（ml/m2） LAVpre（ml） LAVIpre（ml/m2） LAVmin（ml）對照組（n=50） 37.64±6.07 21.39±3.30 23.01±4.02 13.09±2.28 15.58±3.10 27.44±4.55 t值 15.502 14.130 14.386 12.810 14.213 SPE組（n=47） 58.61±6.59 31.71±3.54 39.56±6.44 21.43±3.64 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 分組 LAVImin（ml/m2） LASr（%） LAScd（%） LASct（%） LVGLS（%）對照組 8.85±1.68 40.55±5.99 26.68±3.43 13.87±3.75 20.36±2.87 18.00±3.02 t值 13.156 -4.287 -4.439 -1.832 -3.761 SPE組 14.85±2.50 34.69±6.81 22.35±5.45 12.33±4.12 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 0.070 ＜0.001

表4 左心房時相應(yīng)變的多因素回歸分析

既往研究提示SPE 左心室形態(tài)及功能受損[9-10]。本研究SPE組LVDd、IVST、LVPWT、LVMI及E/e' 增加，提示SPE 左心室重塑、充盈壓升高及舒張功能受損；SPE組LVGLS 減低，提示左心室收縮功能亦發(fā)生早期改變；上述結(jié)果與既往研究一致[8-9]。SPE 患者子宮螺旋動脈重鑄障礙致胎盤灌注減少，胎盤釋放多種胎盤因子誘發(fā)廣泛內(nèi)皮細(xì)胞損傷，擴血管和縮血管物質(zhì)合成失衡及心肌間質(zhì)水腫，致使外周血管阻力升高及心肌細(xì)胞缺血壞死，繼而左心室發(fā)生重塑、功能受損。

本研究中，SPE組LAd 及容積參數(shù)均明顯升高，表明SPE 左心房重塑明顯，與Cong 等[11]的研究結(jié)論一致。SPE 左心室充盈壓升高，左心房后負(fù)荷明顯增加，根據(jù)Frank-Starling 機制，左心房容積增加以代償性地增強左心房收縮力，從而維持正常的左心室充盈及射血。盡管兩組LAd 存在差異，但相對于LAd 等二維參數(shù)，三維容積參數(shù)對心血管疾病的發(fā)生有更高的預(yù)測價值[12]。

本研究顯示，SPE組LASr、LAScd 減低，LASct無顯著變化，提示SPE 左心房儲器、管道功能受損，泵功能無明顯改變；武靜[13]的研究以應(yīng)變率為參數(shù)，結(jié)論與本研究一致；而丁琳茹等[14]則認(rèn)為SPE 左心房儲器、管道及泵功能均受損。SPE 左心室重塑及舒張功能障礙，致使其充盈壓明顯升高，左心房因壁薄對負(fù)荷變化敏感，負(fù)荷增加后左心房重塑、順應(yīng)性下降等可能導(dǎo)致儲器功能受損；左心室充盈壓升高后，舒張期肺靜脈血由左心房回流入左心室的驅(qū)動壓降低，可能致使管道功能受損。目前關(guān)于泵功能的改變，各研究結(jié)論不盡相同，分析原因為：各研究采用的評價方法不同；左心房泵功能改變可能與多種因素有關(guān)，有學(xué)者認(rèn)為泵功能可能與潛在的心房疾病有關(guān)[2]。

左心房儲器、管道及泵功能相互作用，共同調(diào)節(jié)左心室充盈，左心房功能的改變對心血管疾病的發(fā)生具有預(yù)測價值[8]。本研究發(fā)現(xiàn)，SBP、E/e'、LAVmax、LVGLS 與LASr 相關(guān)性較好，SBP、E/e'、LVGLS 與LAScd 相關(guān)性較好。其中，SBP、LVGLS 為左心房儲器和管道功能的獨立危險因素。血壓升高和左心室功能受損均可影響左心室充盈，可能因此導(dǎo)致左心房功能受損。是否存在更多的影響機制仍需進(jìn)一步研究。

本研究的局限性：①RT-3DE 和2D-STI對圖像質(zhì)量要求較高，部分受檢者因肥胖、水腫等原因影響圖像質(zhì)量，可能對結(jié)果產(chǎn)生影響。②左心房功能的評估仍缺乏“金標(biāo)準(zhǔn)”，盡管2D-STI 的準(zhǔn)確性得到多項研究證實[6-7]，但相關(guān)研究的樣本量偏小且為單中心研究，仍待大樣本多中心研究進(jìn)一步驗證。③本研究樣本量較少，且未能進(jìn)行更為細(xì)化的分組研究。④未能隨訪患者產(chǎn)后的左心房形態(tài)和功能，相關(guān)改變有待進(jìn)一步研究。

總之，SPE 患者發(fā)生左心房重塑，其左心房的儲器和管道功能均受損。RT-3DE 和2D-STI 能準(zhǔn)確評估SPE 時左心房的形態(tài)和功能改變。通過早期評估SPE 左心房的形態(tài)和功能改變，有助于臨床早期干預(yù)，從而降低孕產(chǎn)婦心血管事件的發(fā)生率。